Kehidupan Dimulai Dari Dasar Laut

Dari mana kehidupan dimulai? Bagaimana kehidupan bisa terbentuk? Inilah pertanyaan yang bisa dibilang belum ada jawabannya. Dan para ilmuwan pun masih terus mencari jawaban bagi pertanyaan yang satu ini.

Ventilasi hidrotermal di dasar laut. Kredit: Wikipedia

Tidak mudah untuk menjawab bagaimana kehidupan dimulai. Sains mendasarkan dirinya pada bukti dan untuk mengetahui bagaimana kehidupan dimulai, maka harus ditelusuri kembali sejarah Bumi. Ini juga yang menjadi alasan manusia mencari planet serupa Bumi di Tata Surya. Jika memang kehidupan lain itu ada dan baru dimulai, maka para astronom bisa mengetahui bagaimana kehidupan terbentuk di suatu planet dan apakah pola yang sama terjadi di Bumi. Tapi jika belum, maka penelusuran kehidupan di Bumi bisa memberi petunjuk awal untuk mencari tanda-tanda kehidupan di planet lain.

Kehidupan sudah berakar sejak 4 miliar tahun di Bumi yang waktu itu baru saja terbentuk. Pada masa itu, Bumi merupakan planet yang jauh berbeda dari Bumi yang kita kenal sekarang. Bumi di masa awal terbentuk, merupakan rumah yang tidak seramah sekarang. Ia lebih keras, juga basah dan bermandikan sinar ultraungu lebih banyak dari sekarang. Kehidupan diyakini dimulai dari sel yang sederhana dan kemudian bertransformasi menjadi jamur, katak, gajah, manusia dan semua kehidupan yang ada di Bumi. Lagi-lagi pertanyaannya, bagaimana semua itu dimulai?

Karena kehidupan kompleks dimulai dari kehidupan sederhana di masa lalu, maka para ahli biologi pun melakukan penelusuran jejak kehidupan yang ada di masa awal Bumi. Artinya kehidupan tersebut haruslah mampu bertahan pada kondisi ekstrim ketika Bumi terbentuk.

Kehidupan dari dasar laut
Dari penelusuran itu, para ilmuwan berhasil menemukan mikroba yang bisa bertahan dalam kondisi yang sangat ekstrim pada suhu dan temperatur yang rendah maupun tinggi, termasuk juga pada kondisi asam, asin seperti air laut, basa dan logam berat dengan konsentrasi tinggi yang digologkan berbahaya bagi kehidupan masa kini. Mikroba yang ditemukan berasal dari berbagai jenis kehidupan di area sekitar sistem ventilasi hidrotermal di dasar laut.

Ventilasi hidrotermal atau lubang hidrotermal merupakan retakan di permukaan planet yang terbentuk akibat permasalahan air panas secara geotermal. Ventilasi hidrotermal biasanya ditemukan di area dekat gunung api aktif, area lempeng tektonik yang sedang bergerak terpisah, dasar lautan dan lokasi titik-titik panas di sebuah planet. Untuk pencarian kehidupan di Bumi, ventilasi hidrotermal yang dimaksud berada di dasar lautan.

Penelitian terbaru yang dilakukan oleh peneliti dari NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California dan tim Dunia Es dari Institut Astrobiologi menunjukkan bahwa energi listrik yang dihasilkan secara alami di dasar laut memiliki kemungkinan untuk memicu terbentuknya kehidupan.

Berdasarkan penemuan tersebut dan berdasarkan teori dunia air, kehidupan terbentuk dalam mata air hangat di dasar laut saat lautan di seluruh Bumi sedang bergejolak. Ide ventilasi hidrotermal sebagai lokasi terbentuknya kehidupan diajukan pada tahun 1980, ketika ventilasi hidrotermal ditemukan di dasar laut dekat Cabo San Lucas, Meksiko. Ventilasi hidrotermal yang ditemukan tersebut dikenal sebagai Perokok hitam, yang merupakan lubang cairan asam yang panas.

Berbeda dari perokok hitam, lubang yang ditemukan dalam penelitian ini merupakan ventilasi hidrotermal yang lebih lembut, lebih dingin dan meresap dengan cairan basa di dalamnya sama seperti yang disimpulkan oleh Michael Russel pada tahun 1989.  Salah satu ventilasi basa ditemukan di Laut Atlantik Utara  pada tahun 2000 dan dikenal dengan nama kota yang hilang.

Kota Yang Hilang yang ditemukan di Laut Atlantik Utara. Kredit: NASA

Menurut Russel, Kehidupan mengambil keuntungan dari kondisi yang tidak seimbang di planet, yang terjadi miliaran tahun lalu di ventilasi hidrokarbon basa.

Dalam teori lainnya, dinyatakan bahwa sup senyawa kimia yang menjadi bahan dasar pembentuk kehidupan terdapat di permukaan batuan di Bumi. Dalam beberapa model sup kimia, cahaya petir atau cahaya ultra ungu diduga merupakan pemicu kehidupan di dalam kolam.

Dalam teori dunia air yang dibangun Russel dan timnya, ventilasi hidrotermal yang hangat mempertahankan kondisi tidak setimbang terhadap kondisi di sekeliling yang merupakan lautan asam kuno. Lautan asam inilah yang diduga menjadi penyedia energi bebas yang memicu terbentuknya kehidupan.

Pada kenyataannya, ventilasi juga bisa menyebabkan terjadinya 2  ketidaksetimbangan kimia. Yang pertama adalah gradien proton. Gradien proton merupakan proton yang terkonsentrasi di luar cerobong ventilasi atau yang disebut juga membran mineral. Gradien proton bisa disadap sebagai energi sama seperti yang dilakukan stuktur sel dalam tubuh manusia yang kita kenal sebagai mitokondria.

Ketidaksetimbangan kedua melibatkan gradien listrik antara cairan hidrotermal dan lautan. Miliaran tahun lalu, saat Bumi masih muda, laut masih sangat kaya dengan karbondioksida. Saat karbon diksida dari lautan dan bahan bakar (hidrogen dan metana) dari ventilasi bertemu di dinding cerobong, maka terjadi transfer elektron. Reaksi tersebut memicu terbentuknya senyawa organik atau senyawa karbon kompleks. Senyawa inilah yang menjadi bahan dasar kehidupan yang kita kenal sekarang. Dan sama seperti gradien proton, proses transfer elektron juga terjadi di mitokondria.

Untuk bentuk kehidupan kompleks, enzim memegang peran penting untuk memicu terjadinya reaksi kimia. Di lautan kuno di Bumi, mineral bertindak seperti enzim, berinteraksi dengan senyawa kimia dan memicu terjadinya reaksi. Dalam teori dunia air, kedua mesin mineral yang berbeda tersebut diperkirakan telah ada di struktur dinding cerobong ventilasi.

Menurut Russel yang memimpin penelitian ini, mesin mineral bisa dianalogikan dengan mobil di masa kini. Mesin membuat mobil bisa bergerak dengan mengkonsumsi bahan bakar dan membuang asap. DNA dan RNA punya fungsi yang berbeda. Mereka bertindak seperti komputer di mobil yang memandu proses yang terjadi dan bukan menyebabkan terjadinya proses tersebut.

Salah satu mesin kecil diduga menggunakan mineral yang dikenal sebagai kerat hijau, yang bisa mengambil keuntungan dari gradien proton dalam menghasilkan molekul yang mengandung fosfat untuk menyimpan energi. Mesin lainnya diperkirakan bergantung pada logam langka yang disebut molybdenum yang punya nomor 42. Logam tersebut ada di tubuh manusia di dalam bermacam-macam enzim. Molybdenum berfungsi untuk membantu transfer dua elektron pada waktu bersamaan dan sangat berguna untuk mendorong reaksi kimia penting yang dibutuhkan.

Michael Russel dan Laurie Barge dari laboratorium dunia es yang melakukan uji coba kondisi ventilasi hidrotermal untuk mengetahui munculnya kehidupan. Kredit: NASA

Michael Russel sendiri sudah membuat teori dunia air dan terus menerus melakukan penelitian selama 25 tahun sejak misi wahana luar angkasa menemukan keberadaan lautan dan dasar laut dari batuan di Europa dan Enceladus. Teori awal mula kehidupan tersebut bukan saja untuk di Bumi tapi juga untuk planet batuan lainnya. Pengujian di Bumi bisa menjadi contoh untuk penerapan pada kondisi di planet lain.

Apakah ventilasi hodrotermal basa merupakan tempat dimana kehidupan menetas, masih terus menjadi pertanyaan. Dan perjalanan untuk memahami darimana datangnya kehidupan masih menjadi topik yang akan terus diteliti selama beberapa dekade berikutnya. Atau bahkan beberapa abad?